TWI617224B - 多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法 - Google Patents

多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI617224B
TWI617224B TW103115063A TW103115063A TWI617224B TW I617224 B TWI617224 B TW I617224B TW 103115063 A TW103115063 A TW 103115063A TW 103115063 A TW103115063 A TW 103115063A TW I617224 B TWI617224 B TW I617224B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
feedthrough
ceramic
cable
vias
forming
Prior art date
Application number
TW103115063A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201505497A (zh
Inventor
羅伯特 海尼斯
葛德西 梅瑞 奈瑟
Original Assignee
克萊譚克公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 克萊譚克公司 filed Critical 克萊譚克公司
Publication of TW201505497A publication Critical patent/TW201505497A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI617224B publication Critical patent/TWI617224B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4046Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections using auxiliary conductive elements, e.g. metallic spheres, eyelets, pieces of wire
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/147Structural association of two or more printed circuits at least one of the printed circuits being bent or folded, e.g. by using a flexible printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/365Assembling flexible printed circuits with other printed circuits by abutting, i.e. without alloying process
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10265Metallic coils or springs, e.g. as part of a connection element
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10378Interposers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431Details of mounted components
    • H05K2201/10507Involving several components
    • H05K2201/10545Related components mounted on both sides of the PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4053Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques
    • H05K3/4061Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques for via connections in inorganic insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4626Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
    • H05K3/4629Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155Manufacturing circuit on or in base
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49165Manufacturing circuit on or in base by forming conductive walled aperture in base

Abstract

本發明之實施例使用包含具有較小節距及大小之一或多個經氣密密封且經填充金屬通孔之多層陶瓷基板以及撓性印刷電路纜線及中介層來提供用於真空室至大氣室之一定製電饋通。提供本摘要以符合需要將允許一搜尋者或其他讀者快速探知技術性發明之標的物之一摘要的規則。基於以下理解提交本摘要:其將不用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義。

Description

多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法 優先權主張
本申請案係一非臨時申請案且主張Robert Haynes等人2013年4月26日提出申請且標題為「MULTI-LAYER CERAMIC VACUUM TO ATMOSPHERE ELECTRIC FEED THROUGH」之共同擁有、同在申請中之第61/816,315號美國臨時專利申請案之優先權權益,該美國臨時專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
本發明之態樣一般而言係關於電饋通,且更特定而言係關於用於提供至真空室內側之器件之電連接之電饋通。
電饋通通常用於在一真空室內之一器件與定位於該真空室外側之設備之間傳送電力及信號。舉例而言,一真空室中之某些器件(諸如熱蒸發源或基板加熱器)需要來自該真空室之外部之電力。另外,真空室中之某些器件(諸如溫度感測器或量測器件)必須將信號發送至該等真空室之設備外側以用於分析。
用於此等環境之一電饋通一般係安裝於一真空室之壁上之一氣密通道。一或多個導體可提供於一電饋通中。每一導體由絕緣體環繞以使其與室之壁絕緣。該等絕緣體可係玻璃或陶瓷材料。
某些電饋通藉助與標準連接器一起使用之銷觸點具有玻璃至金屬密封。某些其他方法使用安裝於金屬凸緣上之陶瓷金屬硬銲銷。此等習用饋通並非可容易定製的。舉例而言,其無法提供自觸點至介面及觸點至觸點具有較高電壓隔絕之較高密度定製觸點陣列。因此期望具有可定製且可靠以用於形成真空室與大氣室之間的一電連接之一經改良電饋通。
本發明之態樣係在此背景下產生。
根據本發明之態樣,一種裝置包括包含一陶瓷結構之一饋通,該陶瓷結構具有在該陶瓷結構之相對端處之一第一表面及一第二表面。嵌入於該陶瓷結構中之導體自該第一表面延伸至該第二表面以形成在該第一表面及該第二表面處之對應導電觸點陣列。該等導體與該陶瓷結構之該第一表面齊平。一纜線電連接至在該陶瓷結構之該第一表面處之該等觸點。該纜線具有匹配在該陶瓷結構之該第一表面上之該導電觸點陣列之一觸點陣列圖案。
在某些實施方案中,該饋通之該第一表面提供於一低壓環境中且該第二表面提供於一大氣環境中。
在某些實施方案中,該饋通之該第一表面提供於一大氣環境中且該第二表面提供於一低壓環境中。
在某些實施方案中,該等嵌入式導體由鎢形成。
在某些實施方案中,該纜線具有在一底部層上之一導電材料。該導電材料具有介於自0.5mil至1mil之範圍內之一厚度。此外,在該導電材料之頂部上可安置有帶匹配該饋通之該第一表面上之該等嵌入式導電觸點陣列之一孔圖案之一電絕緣覆蓋膜。該覆蓋膜可具有約1mil之一厚度。
在某些實施方案中,一中介層提供於該饋通之該第一表面與該 纜線之間。該中介層具有用於提供該饋通與該纜線之間的電連接之彈簧。該等中介層彈簧可與該覆蓋膜之該等孔對準。
在某些實施方案中,該纜線對準至將該纜線夾緊至該饋通之一夾具上之銷。
在某些實施方案中,該等導電觸點中之每一者係約0.65至0.75mm直徑。在該第一表面處、在該第二表面處或在兩者處之該等導電觸點之該陣列可具有介於自1mm至4mm之範圍內之一節距。
在某些實施方案中,該等嵌入式導體之兩端分別與該饋通之該第一表面及該第二表面齊平。
在某些實施方案中,在該第一表面處之該導電觸點陣列之一圖案不同於在該第二表面處之該導電觸點陣列之一圖案。
根據本發明之另一態樣,一種方法包括藉由以下步驟形成一饋通:形成一陶瓷結構,該陶瓷結構具有在該陶瓷結構之相對端處之一第一表面及一第二表面;及形成嵌入於該陶瓷結構中且自該陶瓷之該第一表面延伸至該第二表面以形成在該第一表面及該第二表面處之對應導電觸點陣列之導體,其中該等導體與該陶瓷結構之該第一表面齊平;及將一纜線電連接至在該陶瓷結構之該第一表面處之該等觸點,其中該纜線具有匹配該陶瓷之該第一表面上之該導電觸點陣列之一觸點陣列圖案。
在某些實施方案中,藉由以下步驟形成該陶瓷結構:在一或多個綠色陶瓷薄片中形成一或多個導通孔;用一導電膏填充該等導通孔中之每一者;將該等綠色陶瓷薄片中之每一者彼此上下地堆疊;及共燒該陶瓷薄片堆疊。
在某些實施方案中,該方法進一步包含將該饋通安裝至在一室之一板中之一開口。例如,可藉由(例如)將該陶瓷結構之該第一表面夾緊至該板以藉助諸如一O形環或墊圈之一密封部件形成至該板之一 密封而安裝該饋通。
在某些實施方案中,該方法包含形成複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含相對於在該複數個薄片中之一第二薄片中之一導通孔圖案改變在該複數個薄片中之一第一薄片中之一導通孔圖案。
在某些實施方案中,該方法包含形成複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含相對於在毗鄰於該複數個薄片中之一第一薄片之一第二薄片中之一對應導通孔橫向移位在該第一薄片中之該等導通孔中之至少一者,且其中該形成該等導體進一步包含將該導電膏施加至該第二薄片之一表面以形成將該第一薄片中之該橫向移位之導通孔連接至該第二薄片中之該對應導通孔之一導電跡線。
在某些實施方案中,該方法包含形成複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含將該複數個薄片中之一第一薄片中之該等導通孔中之至少兩者組合成毗鄰於該第一薄片之一第二薄片中之一個對應導通孔,且其中該形成該等導體進一步包含將該導電膏施加至該第一薄片或該第二薄片之一表面以形成將該第一薄片中之該至少兩個導通孔連接至該第二薄片中之該對應導通孔之一導電跡線。
100‧‧‧裝置
101‧‧‧真空室/室/室外殼
110‧‧‧饋通/陶瓷饋通
112‧‧‧陶瓷材料結構/陶瓷結構/層壓結構
112a‧‧‧陶瓷薄片/薄片
112b‧‧‧陶瓷薄片/薄片
113‧‧‧密封表面
114‧‧‧導電觸點陣列/觸點陣列圖案
120‧‧‧纜線/連接器
120a‧‧‧撓性纜線/撓曲纜線/撓性印刷電路纜線/連接器/纜線
120b‧‧‧撓性纜線/撓曲纜線/撓性印刷電路纜線/連接器/纜線
122‧‧‧電絕緣底部層/底部層
123‧‧‧配對觸點陣列圖案/配對觸點圖案
124‧‧‧導電材料
126‧‧‧覆蓋膜
129‧‧‧開口
130‧‧‧中介層
130a‧‧‧中介層
130b‧‧‧中介層
132‧‧‧小彈簧觸點/中介層彈簧
135‧‧‧O形環
140‧‧‧饋通夾具
150‧‧‧纜線夾具
153‧‧‧導電通孔/通孔
167‧‧‧導電跡線
在閱讀以下詳細說明之後且在參考隨附圖式之後本發明之態樣將變得顯而易見,隨附圖式中:圖1係包含根據本發明之一態樣之一電饋通之一裝置之一透視圖。
圖2A係根據本發明之一態樣之一電饋通之一透視圖。
圖2B係根據本發明之一態樣之一電饋通之一方法之一流程圖。
圖2C係根據本發明之一態樣之具有橫向移位之通孔之一陶瓷結構之一剖面圖。
圖2D至圖2E係根據本發明之態樣之具有經組合通孔之一陶瓷結構之剖面圖。
圖3係根據本發明之一項態樣之用於裝置中之一撓性印刷電路纜線之一剖面圖。
圖4係圖1之裝置100之部分之一剖面圖。
在以下詳細說明中,參考形成本發明之一部分且其中以圖解說明之方式展示本發明之態樣之特定實施方案之隨附圖式。該等圖式根據特定實施方案之實例(其在本文中亦稱為「實例」)展示圖解說明。足夠詳細地闡述該等圖式以使得熟習此項技術者能夠實踐本發明之標的物。由於可以若干個不同定向來定位某些特定實施方案之組件,因此方向性術語出於圖解說明之目的經使用且決不具限制性。應理解,在不背離本發明之範疇之情況下可利用其他實施方案且可做出結構或邏輯改變。
在此文件中,使用術語「一」及「一個」(如專利文件中常見)來包含一個或一個以上。在此文件中,使用術語「或」來指代一非排他性「或」,以使得「A或B」包含「A但非B」、「B但非A」及「A及B」,除非另有指示。因此,不應將以下詳細說明視為具有一限制意義,且本發明之範疇由隨附申請專利範圍界定。
本發明之實施例包含具有一或多個經氣密密封及經填充金屬通孔之一多層陶瓷基板以及撓性印刷電路纜線及視情況中介層以提供用於真空室至大氣室之一定製電饋通。
1係包含根據本發明之一態樣之一電饋通之一裝置之一透視圖。圖1之裝置安裝於一真空室101之一壁上以用於提供自該室之外部至該室內之器件之電連接。該裝置包含一饋通110、兩個撓性纜線120a120b、一中介層130(選用)、一O形環135(其可至少部分地安 置於該室之壁之一O形環凹槽內)及用於將陶瓷饋通110夾緊至室及將纜線120夾緊至饋通110之一或多個夾具。在供替代實施方案中,可使用一墊圈或其他密封部件替代一O形環以將饋通110密封至室之壁。在圖1之所圖解說明之實施例中,該等夾具可包含用於將陶瓷饋通110夾緊至室之一或多個饋通夾具140及用於將纜線120夾緊至饋通110之一或多個纜線夾具150。因此,在圖1中所繪示之實例中,僅饋通夾具140將饋通110固定至室101之板,而纜線夾具150將撓曲纜線120a/120b固定至饋通110
2A繪示根據本發明之一態樣之一饋通110之一俯視圖。饋通110包含一陶瓷材料結構112,該陶瓷材料結構具有形成在陶瓷結構112之表面上之導電觸點陣列114之嵌入式導體。可抵靠室101之一板/壁安裝饋通之一密封表面113以形成一密封。O形環凹槽中之一O形環可在其夾緊至室之板/壁時形成與饋通之密封表面之一密封。根據額外態樣,可使用諸如一墊圈之另一密封部件替代一O形環。圖2B繪示形成饋通110之一方法。可使用多層陶瓷製造實務製造饋通110,其中具有嵌入式導體之薄綠色陶瓷薄片層彼此上下地堆疊。然後在高溫下共燒該堆疊以形成一單片且經氣密密封之結構。注意到本文中使用之「綠色陶瓷薄片」係指一未燒製之陶瓷薄片。
具體而言,為製造饋通110,可選擇一綠色陶瓷薄片。在某些實施方案中,此陶瓷薄片可具有0.004英吋至0.025英吋之一厚度且可由(例如)氧化鈹、氮化鋁、氧化鋁或任何其他薄帶成型陶瓷形成。如在圖2B之252處指示,可將一或多個導通孔形成至綠色陶瓷薄片中。在某些實施方案中,可使用(例如)一衝壓工具將該等導通孔衝壓至薄片中。此後,一導電膏可填入該等導通孔,如在圖2B之254處指示。在一項實例中,該導電膏可包含一或多個金屬,諸如鎢、銀、金、鉬、錳或此等金屬中之兩者或兩者以上之適合組合。在某些實施方案中, 可以類似於將水泥漿施加至瓦磚之一方式藉由一刮漿板或類似工具用導電膏填充陶瓷薄片中之該等導通孔。可使用絲網印刷將導電膏施加至陶瓷薄片之表面,以便視情況在成層期間在一個別陶瓷薄片之表面上形成一導電路徑。導電膏之至少一端與陶瓷薄片之一對應表面齊平。在某些實施方案中,將陶瓷薄片之頂部表面及底部表面拋光為與導電膏實質上齊平。
可形成具有如上文所闡述之膏填充之導通孔之額外綠色陶瓷薄片,如在圖2B之256處指示。在本發明之某些實施方案中,圖2A中所繪示之饋通110之相對側可形成有在相對側上之不同觸點圖案,例如,用於真空側及大氣側之不同圖案。因此,可在一或多個連續層中改變通孔圖案,如在圖2B之258處指示。舉例而言,可視情況針對多個陶瓷薄片中之一或多者橫向移位及/或組合該等通孔。可在陶瓷薄片之表面上形成金屬跡線以形成至橫向移位之通孔之連接。然後將多個薄片彼此上下地堆疊。在某些實施方案中,可堆疊多個薄片,其中每一薄片之所有導電膏填充之通孔彼此上下地對準。然而,如上文所述,使該等通孔中之一或多者相對於另一層橫向移位(例如)以在陶瓷堆疊之相對側上形成不同觸點圖案係可能的。在此等實施方案中,在陶瓷薄片中之一或多者上之通孔圖案不同之情況下不同薄片之通孔並非全部彼此對準係可能的。因此,當堆疊多個薄片時,一或多個橫向移位或組合之通孔可對準至一毗鄰陶瓷薄片上之金屬跡線以便形成穿過陶瓷結構之一導電路徑。
圖2C至圖2E係繪示毗鄰陶瓷薄片112a/112b中之不同通孔圖案(其可用來形成在陶瓷饋通110之相對側上之不同觸點陣列圖案)之實例之示意圖。僅出於闡釋之目的,圖2C至圖2E中所繪示之實例僅繪示兩個毗鄰薄片及小數目個導電通孔153,但注意到使通孔在一堆疊內橫向移位及/或組合多次係可能的且橫向移位及/或組合在毗鄰薄片處之 任何數目個通孔係可能的。
圖2C繪示其中通孔153中之至少一者相對於毗鄰薄片中之對應通孔橫向移位之一實例。具體而言,如圖2C中所展示,薄片112a中之最右邊通孔相對於毗鄰薄片112b中之對應通孔橫向移位。例如,可藉由絲網印刷將導電膏施加至毗鄰薄片112b之表面以形成連接對應通孔153之一導電跡線167。圖2D及圖2E繪示其中通孔153中之至少兩者組合成毗鄰薄片112a/112b中之一個對應通孔之額外實例。
共燒多個薄片之堆疊及填充導通孔之導電膏(如在圖2B之262處指示)以形成一單片且經氣密密封之三維結構,該三維結構具有形成延伸穿過陶瓷層壓之結構之至少一個導電路徑之一或多個嵌入式導電通孔。如在圖2B之264處指示,可研磨陶瓷之表面以使通孔端與陶瓷表面共面且視情況拋光陶瓷之表面以使導體與陶瓷(例如,經共燒堆疊之頂部表面及/或底部表面)齊平。
在層壓結構112之表面上延伸之導電通孔形成圖2A之導電觸點陣列114。如圖2A中所展示,貫穿層壓結構112之每一導電通孔之至少一端(例如,頂端)與層壓結構112之對應表面(例如,頂部表面)齊平。可藉由以一所要圖案在綠色陶瓷薄片上形成導通孔而定製導電觸點陣列114之圖案。由於在本發明中在燒製堆疊之前在每一綠色陶瓷薄片中形成導通孔,因此與在燒製陶瓷薄片之堆疊之後藉由鑽孔形成觸點孔相比可形成較小大小之觸點。此外,可形成定製觸點圖案,其中饋通110之相對側(例如,一真空側及一大氣側)具有藉由橫向移位及/或組合在多個薄片之中間層中之一或多者處之導體而形成之不同定製觸點圖案。
可在具有或不具有一中介層之情況下在陶瓷饋通之兩側上使用具有配對觸點陣列圖案之連接器(諸如撓性印刷電路纜線)以進行電接觸。如圖1中所展示,裝置100包含兩個撓性印刷電路纜線120a120b,一個在空氣側(或「大氣」側)上且另一個在真空側(或「低壓」側)上。在所圖解說明之實例中,撓曲纜線120a在空氣側上,而撓曲纜線120b在真空側上。此等撓性纜線120a120b中之每一者之配對觸點陣列圖案可具有在陶瓷饋通之對應側上之觸點陣列之一鏡像,且連接器120a/120b之配對觸點可面對陶瓷饋通上之觸點陣列以用於電連接。在某些實施方案中,可使用其他連接器替代撓曲纜線,諸如定製經設計連接器。圖2A繪示可用於與圖2A中所繪示之饋通110進行電接觸之一連接器120之一更詳細視圖。所圖解說明之連接器120可係具有匹配饋通110之對應側之觸點陣列圖案114之一配對觸點陣列圖案123之一撓曲纜線。
3展示根據本發明之一項態樣之一連接器120a/120b之一實例。連接器120a/120b可係包含覆蓋有一導電材料124之一電絕緣底部層122之一撓性印刷電路纜線。底部層122可係具有約0.001至0.006英吋之一厚度之一聚醯亞胺層。在底部層122上之導電材料124可係銅或另一導電材料。舉例而言,連接器120a/120b可係包覆有銅之一聚醯亞胺撓曲纜線。
在某些實施例中,可蝕刻導電材料124以形成一圖案。在一項實例中,導電材料124可劃分為彼此電隔離之若干個導電條帶。在某些實施方案中,導電材料124係銅包覆的(約0.5oz.至1oz.)且導電材料124之厚度係約0.5mil至1mil。在某些實施例中,在導電材料124之頂部上形成有帶匹配陶瓷饋通上之對應觸點陣列之圖案之一孔圖案之一覆蓋膜126。舉例而言,參考圖2A中所繪示之連接器120,該孔圖案可界定配對觸點圖案123。在某些實施方案中,覆蓋膜126可以約1mil之一厚度由聚醯亞胺形成。
返回參考圖1,饋通110可安裝於室外殼101之一壁上。在某些實施例中,饋通110安裝於在室之一板/壁中之一開口129上且密封至板/ 壁。在所圖解說明之實施例中,撓性纜線120a120b對準至在將纜線夾緊至饋通110之一對應纜線夾具150上之銷。纜線120a/120b及纜線夾具150總成藉由形成纜線夾具150與板中之開口129之間的定位配合而亦對準至饋通110。此結構可避免對使用接合至陶瓷之對準銷(其可能不很好地接合)之需要。然而,在其他實施方案中,撓性印刷電路纜線120a120b可使用接合至饋通之銷與饋通對準。
如圖1中所展示,一中介層130可視情況提供於饋通110與撓性纜線120a120b之間。一中介層係在一個插座與至另一插座之連接之間繞線之一電介面。圖4繪示饋通110、連接器120a/120b及提供饋通與連接器之間的電介面之中介層130a/130b之一更詳細剖面圖。具體而言,在圖4之實例中,撓性纜線120a/120b各自具有饋通110之對應觸點陣列之一鏡像,且彼鏡像面對饋通上之觸點陣列,其間具有帶有小彈簧觸點132之一中介層130a/130b。中介層彈簧132透過覆蓋膜126中之孔與導電層124進行接觸。
本發明之實施例在作為用於高真空室之一電饋通之一多層陶瓷板中提供一經氣密密封之通孔或通孔陣列。某些實施例可提供用於具有較高電壓隔絕能力之高密度定製觸點陣列之一更簡單構件。其亦藉由在中間層中之一者中橫向移位或組合導體而提供自真空側對大氣側具有變化之觸點圖案之選項。此外,一最終金屬塗層可施加或電鍍至陶瓷饋通之高溫硬銲或低溫焊接組件之金屬表面。
根據本發明之態樣,一電饋通裝置及製作電饋通裝置之方法可避免破裂且允許導電觸點/通孔之較小節距及銷大小。在某些實施方案中,針對100V或更小之一電壓,導電觸點/通孔可係約0.65至0.75mm直徑及1mm節距。在其他實施方案中,針對更高電壓(例如,1200V),導電觸點/通孔可係約0.65至0.75mm直徑及4mm節距。因此,可在需要以高電壓至接地差在一緊密空間中之大數目個觸點之任何系統 上使用本發明之實施例。
隨附申請專利範圍依據35 USC § 112(f)不應解釋為包含構件或步驟加功能限制,除非在一給定請求項中使用片語「用於…之構件」明確敘述此一限制。一請求項中之不明確陳述「用於」執行一所規定功能「之構件」之任何元素不應解釋為如35 USC § 112(f)中所規定之一「構件加功能」或「步驟加功能」子句。特定而言,本文中之申請專利範圍中之「…之步驟」之使用不意欲調用35 USC § 112(f)之規定。
100‧‧‧裝置
101‧‧‧真空室/室/室外殼
110‧‧‧饋通/陶瓷饋通
120a‧‧‧撓性纜線/撓曲纜線/撓性印刷電路纜線/連接器/纜線
120b‧‧‧撓性纜線/撓曲纜線/撓性印刷電路纜線/連接器/纜線
129‧‧‧開口
130‧‧‧中介層
135‧‧‧O形環
140‧‧‧饋通夾具
150‧‧‧纜線夾具

Claims (21)

  1. 一種電饋通裝置,其包括:一饋通(feedthrough),其中該饋通包含一陶瓷結構,該陶瓷結構具有在該陶瓷結構之相對端處之一第一表面及一第二表面,其中該饋通包含嵌入於該陶瓷結構中且自該陶瓷結構之該第一表面延伸至該第二表面以形成在該第一表面及該第二表面處之對應導電觸點陣列之導體,且其中該等導體與該陶瓷結構之該第一表面齊平;及一纜線,其可自該饋通卸離(detachable),該纜線電連接至在該陶瓷結構之該第一表面處之該等觸點,其中該纜線具有匹配在該陶瓷結構之該第一表面上之該導電觸點陣列之一觸點陣列圖案。
  2. 如請求項1之電饋通裝置,其中該饋通之該第一表面設置於一低壓環境中且該第二表面設置於一大氣環境中。
  3. 如請求項1之電饋通裝置,其中該等嵌入式導體由鎢、銀、金、錳、鉬或此等金屬中之兩者或兩者以上之組合形成。
  4. 如請求項1之電饋通裝置,其中該纜線具有塗佈於一底部層上之一導電材料。
  5. 如請求項4之電饋通裝置,其中該導電材料具有介於自0.5mil至1mil之範圍內之一厚度。
  6. 如請求項4之電饋通裝置,其中在該導電材料之頂部上形成有帶匹配在該陶瓷結構之該第一表面上之該導電觸點陣列之一孔圖案之一電絕緣覆蓋膜。
  7. 如請求項6之電饋通裝置,其中該覆蓋膜具有約1mil之一厚度。
  8. 如請求項1之電饋通裝置,其中一中介層設置於該饋通之該第一 表面與該纜線之間。
  9. 如請求項8之電饋通裝置,其中該中介層包含用於提供該饋通與該纜線之間的電連接之彈簧。
  10. 如請求項1之電饋通裝置,其中該纜線對準至在將該纜線夾緊至該饋通之一夾具上之銷。
  11. 如請求項1之電饋通裝置,其中該等導電觸點中之每一者係約0.65mm至0.75mm直徑,且其中在該第一表面及該第二表面處之該等導電觸點陣列中之至少一者具有介於自1mm至4mm之範圍內之一節距。
  12. 如請求項1之電饋通裝置,其中該等導體與該陶瓷結構之該第二表面齊平。
  13. 如請求項1之電饋通裝置,其進一步包括電連接至該第二表面之一第二纜線,其中該第二纜線具有匹配在該陶瓷結構之該第二表面上之該導電觸點陣列之一觸點陣列圖案。
  14. 如請求項1之電饋通裝置,其中在該第一表面處之該導電觸點陣列之一圖案不同於在該第二表面處之該導電觸點陣列之一圖案。
  15. 一種形成一電饋通裝置之方法,其包括:形成一饋通,其中該形成該饋通包含:形成一陶瓷結構,該陶瓷結構具有在該陶瓷結構之相對端處之一第一表面及一第二表面;形成嵌入於該陶瓷結構中且自該陶瓷結構之該第一表面延伸至該第二表面以形成在該第一表面及該第二表面處之對應導電觸點陣列之導體,其中該等導體與該陶瓷結構之該第一表面齊平;及將一纜線電連接至在該陶瓷結構之該第一表面處之該等觸 點,其中該纜線可自該饋通卸離且具有匹配在該陶瓷結構之該第一表面上之該導電觸點陣列之一觸點陣列圖案。
  16. 如請求項15之方法,其中該形成該陶瓷結構及該形成該等導體包含:在一或多個綠色陶瓷薄片中形成一或多個導通孔;用一導電膏填充該等導通孔中之每一者;將該等綠色陶瓷薄片中之每一者彼此上下地堆疊;及共燒該陶瓷薄片堆疊。
  17. 如請求項16之方法,其中該一或多個綠色陶瓷薄片係複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含相對於在該複數個薄片中之一第二薄片中之一導通孔圖案改變在該複數個薄片中之一第一薄片中之一導通孔圖案。
  18. 如請求項16之方法,其中該一或多個綠色陶瓷薄片係複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含相對於在毗鄰於該複數個薄片中之一第一薄片之一第二薄片中之一對應導通孔橫向移位在該第一薄片中之該等導通孔中之至少一者,且其中該形成該等導體進一步包含將該導電膏施加至該第二薄片之一表面以形成將在該第一薄片中之該橫向移位之導通孔連接至在該第二薄片中之該對應導通孔之一導電跡線。
  19. 如請求項16之方法,其中該一或多個綠色陶瓷薄片係複數個綠色陶瓷薄片,其中該形成該等導通孔包含將在該複數個薄片中之一第一薄片中之該等導通孔中之至少兩者組合成在毗鄰於該第一薄片之一第二薄片中之一個對應導通孔,且其中該形成該等導體進一步包含將該導電膏施加至該第一薄片或該第二薄片之一表面以形成將在該第一薄片中之該至少兩個導通孔連接至在該第二薄片中之該對應導通孔之一導電跡線。
  20. 如請求項15之方法,其進一步包括:將該饋通安裝至一室之一板中之一開口。
  21. 如請求項15之方法,其中該安裝該饋通包含:將該陶瓷結構之該第一表面夾緊至該板並夾住一密封部件,以形成至該板之一密封。
TW103115063A 2013-04-26 2014-04-25 多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法 TWI617224B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361816315P 2013-04-26 2013-04-26
US61/816,315 2013-04-26
US14/256,828 2014-04-18
US14/256,828 US9591770B2 (en) 2013-04-26 2014-04-18 Multi-layer ceramic vacuum to atmosphere electric feed through

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201505497A TW201505497A (zh) 2015-02-01
TWI617224B true TWI617224B (zh) 2018-03-01

Family

ID=51788300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103115063A TWI617224B (zh) 2013-04-26 2014-04-25 多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9591770B2 (zh)
DE (1) DE112014000939T5 (zh)
IL (1) IL242252B (zh)
TW (1) TWI617224B (zh)
WO (1) WO2014176565A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10559408B2 (en) 2016-12-27 2020-02-11 Asml Netherlands B.V. Feedthrough device and signal conductor path arrangement
US10840056B2 (en) 2017-02-03 2020-11-17 Kla Corporation Multi-column scanning electron microscopy system
US10354832B2 (en) 2017-06-07 2019-07-16 Kla-Tencor Corporation Multi-column scanning electron microscopy system
JP6635605B2 (ja) 2017-10-11 2020-01-29 国立研究開発法人理化学研究所 電流導入端子並びにそれを備えた圧力保持装置及びx線撮像装置
KR20200079272A (ko) * 2017-10-24 2020-07-02 컴포넌트 알이-엔지니어링 컴퍼니, 인코포레이티드 세라믹 절연체 및 알루미늄 슬리브를 갖는 전기 커넥터 및 이를 제조하기 위한 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660116B2 (en) * 2000-03-01 2003-12-09 Medtronic, Inc. Capacitive filtered feedthrough array for an implantable medical device
CN1287587C (zh) * 2001-05-15 2006-11-29 株式会社荏原制作所 Tdi检测装置、应用该装置的电子束设备以及应用该电子束设备的半导体器件制造方法
US20110048770A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Medtronic Inc. Injection molded ferrule for cofired feedthroughs
US7939762B2 (en) * 2006-06-14 2011-05-10 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Feedthru assembly
US20110192645A1 (en) * 2003-09-12 2011-08-11 Medtronic, Inc. Feedthrough Apparatus with Noble Metal-Coated Leads
CN102872529A (zh) * 2012-10-22 2013-01-16 清华大学 用于植入式电刺激器的陶瓷馈通连接器及其制造方法
CN101295702B (zh) * 2007-04-25 2013-04-17 英飞凌科技股份有限公司 具有馈通的基板及其制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852877A (en) 1969-08-06 1974-12-10 Ibm Multilayer circuits
BE788766A (fr) * 1971-09-23 1973-01-02 Bunker Ramo Assemblages de traversee electriques
US3828118A (en) * 1972-04-06 1974-08-06 Bunker Ramo Electrical feedthrough assemblies for containment structures having specially controlled environments and method of making
US5434358A (en) 1993-12-13 1995-07-18 E-Systems, Inc. High density hermetic electrical feedthroughs
US6255601B1 (en) 1997-04-01 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Conductive feedthrough for a ceramic body and method of fabricating same
US6305975B1 (en) 2000-10-12 2001-10-23 Bear Instruments, Inc. Electrical connector feedthrough to low pressure chamber
US6512487B1 (en) 2000-10-31 2003-01-28 Harris Corporation Wideband phased array antenna and associated methods
US7917219B2 (en) 2002-02-28 2011-03-29 Greatbatch Ltd. Passive electronic network components designed for direct body fluid exposure
US20070060969A1 (en) 2005-09-15 2007-03-15 Burdon Jeremy W Implantable co-fired electrical feedthroughs
US20070060970A1 (en) 2005-09-15 2007-03-15 Burdon Jeremy W Miniaturized co-fired electrical interconnects for implantable medical devices
US7068491B1 (en) 2005-09-15 2006-06-27 Medtronic, Inc. Implantable co-fired electrical interconnect systems and devices and methods of fabrication therefor
US7244895B1 (en) * 2006-05-02 2007-07-17 Delphi Technologies, Inc. Electrical feedthrough for varied environmental conditions
WO2008153485A1 (en) 2007-06-11 2008-12-18 Solibro Research Ab Electrical feed-through
WO2009002355A1 (en) 2007-06-25 2008-12-31 Second Sight Medical Products, Inc. Method for providing hermetic electrical feedthrough
US8588915B2 (en) * 2009-03-31 2013-11-19 Medtronic, Inc. Electronic module assembly for filtered feedthroughs
US8698006B2 (en) 2009-06-04 2014-04-15 Morgan Advanced Ceramics, Inc. Co-fired metal and ceramic composite feedthrough assemblies for use at least in implantable medical devices and methods for making the same
CN102544666B (zh) 2010-10-21 2016-06-15 朗美通运营有限责任公司 宽带非共面馈通

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660116B2 (en) * 2000-03-01 2003-12-09 Medtronic, Inc. Capacitive filtered feedthrough array for an implantable medical device
CN1287587C (zh) * 2001-05-15 2006-11-29 株式会社荏原制作所 Tdi检测装置、应用该装置的电子束设备以及应用该电子束设备的半导体器件制造方法
US20110192645A1 (en) * 2003-09-12 2011-08-11 Medtronic, Inc. Feedthrough Apparatus with Noble Metal-Coated Leads
US7939762B2 (en) * 2006-06-14 2011-05-10 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Feedthru assembly
CN101295702B (zh) * 2007-04-25 2013-04-17 英飞凌科技股份有限公司 具有馈通的基板及其制造方法
US20110048770A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Medtronic Inc. Injection molded ferrule for cofired feedthroughs
CN102872529A (zh) * 2012-10-22 2013-01-16 清华大学 用于植入式电刺激器的陶瓷馈通连接器及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201505497A (zh) 2015-02-01
US9591770B2 (en) 2017-03-07
DE112014000939T5 (de) 2015-11-26
US20140318855A1 (en) 2014-10-30
IL242252B (en) 2018-01-31
WO2014176565A1 (en) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI617224B (zh) 多層陶瓷之真空至大氣電饋通裝置及其形成方法
JP7175317B2 (ja) スナップ無線周波数コネクタ相互接続体
CN109564900B (zh) 电气元件搭载用封装体和阵列型封装体以及电气装置
US7155812B1 (en) Method for producing a tube
US9907538B2 (en) High frequency ultrasound probe
CN107924880B (zh) 电子部件搭载用封装体以及电子装置
EP3214647A1 (en) Heat-dissipating structure
US20100068936A1 (en) Connector assemblies incorporating ceramic inserts having conductive pathways and interfaces
KR102166737B1 (ko) 정전 척 및 반도체·액정 제조 장치
US20060191714A1 (en) High frequency multilayer circuit structure and method for the manufacture thereof
TW201946506A (zh) 積層製造技術(amt)低輪廓訊號分配器
JP2016146439A (ja) 高周波用半導体素子収納用パッケージ
US11470722B2 (en) Current introduction terminal, and pressure holding apparatus and X-ray image sensing apparatus therewith
CN103245802A (zh) 半导体器件检查装置用布线基板及其制造方法
JP3347607B2 (ja) 積層型導波管線路
JP2015015513A (ja) Fpc基板及びその接続方法、ならびに電子部品収納用パッケージ
WO2016117203A1 (ja) セラミックス基板、接合体、モジュール、およびセラミックス基板の製造方法
TWI599285B (zh) 晶片埋入式電路板結構及功率模組
KR20180085096A (ko) 비아홀의 단락 방지가 가능한 동박 적층판 및 그 제조방법
CN107926112A (zh) 电路结构
JP2008159731A (ja) 電子部品実装用基板
EP1062695A1 (en) Method for fabricating double sided ceramic circuit boards using a titanium support substrate
JP5695943B2 (ja) 真空処理装置用の端子ユニット及びその製造方法
WO2019021598A1 (ja) 配線基板、電子装置用パッケージおよび電子装置
JP2007213837A (ja) 傾斜センサ